Cas d’application
Arla réalise 481 800 kWh d'économies d'énergie dans des systèmes critiques d'approvisionnement en eau
Arla Foods, l'un des principaux acteurs du marché international des produits laitiers, s'est engagé dans une démarche visant à atteindre l'objectif de zéro émission de carbone en 2050. La première étape consiste toutefois à atteindre les objectifs d'efficacité visant à réduire les émissions de carbone de 63 % dans 60 laiteries du monde entier d'ici 2030. Grundfos est un élément essentiel de ces plans.
Grundfos est très intéressant pour Arla dans le cadre de cette approche au niveau mondial, car il vend plus que des pompes et peut nous aider à atteindre nos objectifs en matière de réduction de la consommation d'énergie.
Récemment, Grundfos a fourni et installé de nouvelles pompes intelligentes à la laiterie Arla Westbury au Royaume-Uni. Sur la base de mesures énergétiques éprouvées et validées, Grundfos a aidé le site à réaliser des économies annuelles de 481 800 kWh d'énergie et de 194 tonnes de CO2 pour ses systèmes de glace et d'eau réfrigérée, avec un retour sur investissement (ROI) de moins de deux ans.
"Notre site de Westbury s'est avéré être un excellent point de départ pour atteindre nos objectifs d'efficacité pour 2030, dans le cadre de la mise en œuvre de notre programme mondial de développement durable. Ici, les succès documentés qui ont conduit à des réductions substantielles de la consommation d'énergie, des émissions et des coûts, ainsi qu'à une amélioration du fonctionnement, peuvent être utilisés sur de nouveaux sites", explique Mia Bredal, Directrice du PMO de la durabilité de la chaîne d'approvisionnement chez Arla Foods.
Les mesures d'optimisation conduisant à des gains d'efficacité énergétique doivent être replacées dans le contexte plus large des objectifs globaux d'Arla Foods en matière de durabilité.
"L'ambition de neutralité carbone pour 2050 ne figure pas dans les plans détaillés, car cela n'est pas possible tant qu'une grande partie de la technologie habilitante est encore en cours d'évolution. C'est pourquoi nous nous concentrons dans l'immédiat sur des objectifs d'efficacité fondés sur des données quantifiables et des coûts connus. C'est pourquoi nous pouvons fixer des objectifs d'efficacité précis pour 2030, à savoir une réduction de 63 % des émissions dans 60 installations à travers le monde et l'objectif de produire 100 % de l'électricité à partir de sources renouvelables d'ici à 2025. Nous avons des plans concrets pour atteindre ces objectifs", déclare Mia Bredal, directrice d'Arla Foods.
La situation
Le site d'Arla à Westbury, dans le Wiltshire, fabrique une gamme de produits à base de beurre. Arla Foods, qui s'attache à fournir des produits laitiers de qualité issus d'une agriculture et d'une exploitation durables, est également le plus grand fabricant mondial de produits laitiers biologiques.
Arla emploie 250 personnes sur le site de Westbury. La production annuelle typique est de 45 000 tonnes de lait écrémé en poudre et jusqu'à 80 000 tonnes de beurre sous les marques Anchor et Arla.
Le site a été construit en 2002 en tant qu'usine d'équilibrage pour le Royaume-Uni. À l'époque, l'usine était gérée par un groupe de coopératives agricoles avant qu'Arla Foods ne la reprenne en 2016. Une usine d'équilibrage est l'endroit où les volumes excédentaires de lait et de crème sont transformés en produits à longue durée de conservation. Il s'agit d'une fonction stratégiquement importante pour maintenir les prix du lait qui sont reversés aux agriculteurs.
Le site d'Arla à Westbury dispose de pompes installées pour les applications d'eau réfrigérée et glacée, l'alimentation en eau de process et l'alimentation des chaudières à vapeur. Vers la fin de l'année 2020, Westbury a contacté Grundfos pour l'aider à optimiser ses applications d'eau réfrigérée et glacée.
"Le premier contact avec Grundfos concernait des entraînements et une boucle d'eau sur certains appareils de traitement de l'air. Ensuite, ils ont commencé à chercher où ils pouvaient nous faire économiser de l'énergie. L'accent a d'abord été mis sur les pompes pour l'eau réfrigérée", explique Andy Newman, le spécialiste du service qui a participé aux projets pour les nouvelles pompes et qui s'en occupe depuis.
Pour l'eau réfrigérée et l'eau glacée, les deux groupes de pompes de l'installation de réfrigération sont essentiels pour de nombreuses activités de l'usine, par exemple pour des processus tels que la post-pasteurisation et la manipulation des produits. Les pompes d'origine de l'installation fonctionnaient depuis 20 ans, depuis la construction de l'usine, étaient directement connectées et n'étaient pas scellées mécaniquement. Cette situation a posé des problèmes au personnel de Westbury, tant en termes de fréquence d'entretien que de facilité de maintenance.
"Lorsque nous avons un projet de maintenance qui consiste à moderniser ou à installer un nouvel équipement, l'une des choses que nous vérifions toujours est la meilleure pratique à adopter en termes de consommation d'énergie. Nous découvrons ainsi que nous pouvons réaliser des économies d'énergie, et c'est là que Grundfos entre en jeu ", explique George Nicholls, Chef de projet chez Arla Foods, dont la principale responsabilité est de s'occuper des processus CAPEX et d'aider à faciliter et à gérer certains de ces projets jusqu'à leur achèvement.
La solution Grundfos
Lors de sa première visite, Grundfos a fait le tour du site et a discuté des possibilités d'amélioration avec Arla. Les pompes pour l'eau réfrigérée ont été les premières à être contrôlées. Grundfos a réalisé des évaluations énergétiques (Energy Check Advanced) pour déterminer la consommation d'énergie réelle du système, ce qui impliquait de placer des capteurs dans le système pour obtenir des données réelles à partir de l'installation existante.
"Grundfos a apporté tout son équipement. Il s'agissait de pinces multimètres qui se branchaient simplement sur une alimentation électrique avec un modem et une carte SIM. Cela n'a nécessité aucun effort de notre part", explique Andy Newman, Spécialiste du service, Arla Foods.
Les mesures effectuées par Grundfos ont rapidement montré que les paramètres de conception des pompes existantes étaient très éloignés de leurs courbes de conception et inefficaces. Le résultat fut un rapport détaillé qui montrait comment l'optimisation et la réduction de la taille du système existant permettraient de réaliser des économies d'énergie et d'améliorer le processus grâce à un meilleur contrôle et à de meilleurs modes de fonctionnement.
"Grundfos nous a remis un rapport très clair qui identifiait et expliquait les avantages techniques, ainsi que les avantages énergétiques, financiers et de durabilité. Pour nous, ce projet nous a permis de remporter un certain nombre de victoires", déclare George Nicholls, Chef de projet chez Arla Foods.
"Je pense que le fait que le rapport soit basé sur des mesures réelles est également très positif pour nous, car il illustre la manière dont Grundfos a mené l'étude. Cela a été fait correctement et s'est avéré très positif", déclare George Nicholls, chef de projet chez Arla Foods.
La décision d'agir a été simple pour Arla Foods. Les coûts d'investissement et les coûts d'exploitation futurs par rapport aux coûts d'exploitation existants ont été présentés sous une forme qui a permis à l'équipe de Westbury de constater rapidement que le délai de récupération de tout investissement se situait dans les limites fixées par Arla Foods.
"Du point de vue de la prise de connaissance d'un rapport, de sa lecture et de la compréhension des avantages, il était assez facile de prendre une décision avec ces périodes d'amortissement sur différents fronts. C'était une décision assez facile à prendre pour nous !" conclut George Nicholls, chef de projet chez Arla Foods.
L'équipe Grundfos a conseillé la sélection de pompes et de commandes intelligentes et a fourni un système clé en main pour l'eau réfrigérée et l'eau glacée, y compris l'installation, la tuyauterie et la mise en service, ainsi que la validation des économies réalisées. Pour le système d'eau glacée, il s'agissait de remplacer les trois anciennes pompes de 55 kW par trois nouvelles pompes NB 80-200 de 37 kW, y compris les convertisseurs de fréquence. Dans le système d'eau glacée, les trois anciennes pompes de 22 kW ont été remplacées par trois nouvelles pompes TPE 200-70 de 7,5 kW avec convertisseurs de fréquence intégrés.
En raison des délais de production critiques de la laiterie, le processus d'installation a nécessité une préparation considérable. Il fallait notamment que les trois pompes de chaque banc soient en ligne, même si l'une d'entre elles était en attente. Le site de Westbury ne connaît pas beaucoup de jours d'arrêt et, pour la laiterie, un jour d'arrêt correspond à 12 heures plutôt qu'à une journée entière. Il n'était pas possible d'échelonner l'installation, car on ne pouvait pas se passer d'une pompe sur les trois, pour des raisons de fiabilité.
Grundfos a bien compris la nature de notre activité et la nécessité d'assurer la continuité de notre fonctionnement. Ils ont pris le temps de venir sur place et de déterminer les travaux de préparation nécessaires. Ainsi, les travaux se sont déroulés avec un impact minimal sur le site. Pour nous, il s'agissait d'une première expérience de travail avec Grundfos. De mon point de vue, la gestion du processus de projet - la communication, la commande, la réception des marchandises et la logistique - a été très, très simple et professionnelle. Ce fut une expérience positive !
Le résultat
Les nouvelles pompes NB et TPE équipées de convertisseurs de fréquence - respectivement externes et intégrés - ont été mises en service dans la fenêtre de 12 heures.
"Les nouvelles pompes sont beaucoup mieux conçues. Même si elles utilisent toujours la vanne modulante, nous disposons dorénavant d'un contrôle de la pression. Désormais, les pompes se mettent en séquence et se règlent sur des points de consigne que nous pouvons modifier. Nous disposons également d'une plus grande capacité de surveillance et nous pouvons voir la consommation d'énergie des pompes au niveau local", explique Andy Newman, Spécialiste des services, Arla Foods.
" Un autre avantage est que la salle des machines est plus facile à entretenir. Le sol est généralement complètement sec. Nous n'avons pas de déversements d'eau et les manipulations manuelles sont beaucoup moins nombreuses. L'environnement de travail s'en trouve également amélioré. "
Arla Westbury a également besoin de moins d'articles en stock sur le site, ce qui réduit encore les coûts. Par exemple, il suffit de stocker deux garnitures mécaniques différentes pour les pompes, si nécessaire.
Nous avons réalisé quelques bons projets avec Grundfos et tout s'est déroulé sans problème, avec une bonne gestion. Je ne saurais trop les féliciter.
"C'est une victoire sur plusieurs fronts. Ce que les spécialistes des services recherchent spécifiquement, c'est un équipement de bonne qualité, fiable et fonctionnel, qui fonctionne bien dans l'usage auquel il est destiné. Pour nous, en tant qu'entreprise, il est évident que nous avons la responsabilité d'essayer de faire les choses plus efficacement et mieux. Tout dépend donc de l'endroit où l'on se place au sein de l'entreprise, et pour nous, ce projet remplit plusieurs conditions. Il répond aux critères de coût, de durabilité et d'ingénierie", ajoute George Nicholls, Chef de projet chez Arla Foods.
Andy Cook est chef d'équipe en ingénierie chez Arla Westbury et travaille avec les services sur site et les chefs d'équipe pour les domaines spécialisés : "Pour moi, le retour sur Grundfos a été exceptionnel. Nous avons réalisé quelques bons projets avec Grundfos et tout s'est déroulé de manière transparente et bien gérée. Je ne saurais trop les féliciter".
"Avec ce projet, nous avons vu que nous pouvions atteindre un certain nombre d'objectifs avec une seule installation. Nous pouvions moderniser et réaliser des économies financières et d'émissions carbone, qui sont des éléments très utiles pour atteindre la réduction globale de 63 % recherchée par l'entreprise", confirme George Nicholls, Chef de projet chez Arla Foods.
Avec l'optimisation des boucles d'eau réfrigérée et d'eau glacée, le projet suivant pour Grundfos chez Arla Westbury était la mise à jour des pompes d'alimentation des chaudières. Les chaudières à vapeur font partie de nombreux processus dans la laiterie et sont essentielles pour faire fonctionner les évaporateurs, où la vapeur est l'élément principal de ce processus. Ce nouveau projet a permis d'économiser 4096 kilowattheures par an et 33,81 tonnes d'équivalent CO2 sur l'alimentation des chaudières grâce aux nouvelles pompes.
Produits et services fournis
- Energy Check Advanced
- Trois pompes NB 80-200 37 kW avec convertisseurs de fréquence intégrés
- Trois pompes TPE 200-70 de 7,5 kW avec convertisseurs de fréquence intégrés
- Système clé en main de bout en bout comprenant l'installation, la tuyauterie et la mise en service
Partenariat
La collaboration entre Grundfos et Arla est basée sur la confiance établie depuis plusieurs années. Les programmes de développement durable sur site qui se multiplient actuellement sur les sites du monde entier, par exemple à Arla Westbury, ne consistent pas simplement à échanger des pompes ; il s'agit de créer un programme de faisabilité sur chaque site, et ce programme est différent pour chaque site.
L'expérience d'Arla Westbury a permis de renforcer ce partenariat, grâce à l'optimisation énergétique et aux améliorations opérationnelles réalisées au cours de l'année dernière, y compris une évaluation énergétique visant à quantifier les réductions d'énergie potentielles.
"Arla et Grundfos ont un véritable partenariat, car les évaluations énergétiques sont le fruit d'une collaboration entre les experts d'Arla sur le site et les techniciens et spécialistes de Grundfos. D'autres usines rencontreront bientôt Grundfos pour la première fois lorsqu'elles se présenteront pour le processus d'évaluation énergétique. Grundfos fournit des outils et des systèmes pour garantir que le processus est reproductible et que les données sont comparables", conclut Mia Bredal, Directrice, Arla Foods, et conclut :
"Ainsi, Grundfos est très pertinent pour Arla dans le cadre de cette approche à l'échelle mondiale, car il vend plus que des pompes et peut nous aider à atteindre nos objectifs de réduction de la consommation d'énergie."
Assurer un avenir plus durable pour l’industrie Food & Beverage, c’est déjà possible